[发明专利]基于语义融合的BIM和GIS集成方法

说明书

本发明提供了一种基于语义融合的BIM和GIS集成方法，包括：S1，建立BIM和GIS集成的统一语义框架，形成一个共享领域本体；S2，从BIM数据模型中获取实例信息对共享领域本体进行填充；S3，对GIS数据进行语义化并通过本体对齐的方式填充进共享领域本体；S4，基于融合领域知识模型，实现信息查询及推理。本发明研究了IFC和CityGML转换为RDF图模型的方法，使得异构数据得以用基于语义的知识模型表达，解决了BIM和GIS的异构信息的融合问题；将领域中的类和关系进行归类、映射、层次组织，形成统一框架下的概念整合；可较好的处理显示知识的表示，并通过逻辑规则的建立推理出隐性知识。

技术领域

本发明涉及信息处理技术领域，具体地，涉及一种基于语义融合的BIM和GIS集成方法。

背景技术

BIM和GIS的集成能够实现从室内到室外不同空间尺度信息的融合，将二者的优势发挥到建筑和城市信息的分析、决策和管理中。BIM和GIS集成的难点在于解决数据互操作性的问题，具体表现在建模语言不同、空间尺度和粒度不同、几何和语义表达方式不同等方面。目前的BIM和GIS的融合主要围绕IFC和CityGML两个通用数据标准开展，包括数据级别和应用级别。

数据级别的集成方法包括：1)现有数据格式的转换；2)新标准的建立。现有数据格式转换主要是IFC到CityGML的转换，通过相关的算法完成几何信息的提取、坐标系和几何表达的转换以及语义信息的映射。由于两种数据格式之间的几何表达和对象语义的差异，导致这种数据格式转换方法不可避免的会产生错误和信息丢失的问题。新标准的建立是通过新建第三方的数据标准来实现BIM和GIS数据的融合。新标准的建立通常针对某一特定领域，如室内模型、基础设施模型等，重新设计模型的要素和组织架构，再抽取IFC和CityGML中相应的信息，并按新的标准和语言进行组织表达。这种方法可以有效规避数据转换的信息丢失问题，但可能需要从底层开始设计数据模型，工作量大，且需要研发特定的平台来支持拓展结果的可视化。

应用级别的集成方法，是指仅在应用程序级别，在BIM中提取出需要的信息，转化为特定的数据格式，再被GIS的分析软件读取。这类方法的局限性非常大，并且只能解决某个特定问题，可拓展性不强。

以上集成方法大都考虑在语法级别的集成，而存在着不同程度的语义不一致性的问题，这导致目前大多BIM和GIS的集成仅仅局限于三维可视化展示和属性展示等浅层应用，并未达到语义级别的深层次的应用。

语义网是一种智能化网络，旨在通过语义化描述将不同领域中的无序知识变为有序知识，使得计算机能够理解网络文本中的概念信息及其逻辑关系。本体思想是共享概念模型的明确的形式化规范说明，通过使用描述语言、相应的逻辑规范，和自描述的术语(类、属性、实例)，可以对本体进行规范化的描述，形成该领域的领域本体模型。通过语义网和本体技术可以将BIM和GIS两个系统中的知识通过统一的语义模型进行表达，消除数据互操作性的壁垒，为城市海量数据管理和智能化的知识服务提供基础。

经过检索发现：

1、申请号为：201811223319.5，发明名称为：一种基于glTF的BIM数据与GIS数据的整合方法》，提供了一种基于glTF的BIM数据与GIS数据的整合方法，包括以下步骤：S1、BIM属性信息提取，生成一份JSON格式的属性信息文件；S2、BIM几何信息提取与转换，生成一份与属性信息文件相匹配的glTF建筑模型文件；S3、BIM属性信息与几何信息匹配，形成具有属性信息的glTF建筑模型；S4、BIM与GIS数据整合，将glTF建筑模型导入Cesium平台，将glTF建筑模型放入世界地理坐标系中，使glTF建筑模型所有的建筑信息都与地理空间关联，并在GIS中可视化；本方法能够克服传统整合过程中出现的信息丢失、数据量过载和可视化效果不佳的问题，实现BIM数据与GIS数据的有效整合。

其不足在于：